1、高频电子线路高频电子线路目录目录第第1章绪论章绪论 1.1信息技术信息技术 1.2无线通信系统无线通信系统 1.3本课程的特点本课程的特点第第2章高频小信号放大器章高频小信号放大器 2.1概述概述 2.2高频小信号放大器的功能高频小信号放大器的功能 2.3分析小信号放大器的有关知识分析小信号放大器的有关知识下一页目录目录 2.4小信号谐振放大器小信号谐振放大器 2.5各种滤波组件各种滤波组件 2.6谐振放大器的制作、调试和检测谐振放大器的制作、调试和检测第第3章高频功率放大器章高频功率放大器 3.1概述概述 3.2高频功率放大器的工作原理及特性分析高频功率放大器的工作原理及特性分析 3.3谐振
2、功率放大器电路谐振功率放大器电路 3.4宽带高频功率放大器宽带高频功率放大器 3.5高频功率放大器的制作、调试与检测高频功率放大器的制作、调试与检测下一页上一页返回目录目录第第4章幅度调制与解调电路章幅度调制与解调电路 4.1概述概述 4.2幅度调制电路幅度调制电路 4.3幅度解调电路幅度解调电路 4.4混频器混频器 4.5幅度调制和解调电路的制作、调试及检测幅度调制和解调电路的制作、调试及检测下一页上一页返回目录目录第第5章角度调制与解调电路章角度调制与解调电路 5.1概述概述 5.2角度调制角度调制 5.3调频电路调频电路 5.4调频波的解调调频波的解调 5.5角调制与解调电路的制作、调试
3、和检测角调制与解调电路的制作、调试和检测下一页上一页返回目录目录第第6章反馈控制电路章反馈控制电路 6.1概述概述 6.2自动增益控制电路自动增益控制电路 6.3自动频率控制电路自动频率控制电路 6.4自动相位控制环路自动相位控制环路 6.5反馈控制电路的制作、调试和检测反馈控制电路的制作、调试和检测下一页上一页返回目录目录第第7章高频电子技术实训章高频电子技术实训 7.1调幅收音机组装与调试调幅收音机组装与调试 7.2无线调频话筒制作无线调频话筒制作上一页返回第第1章绪论章绪论 1.1信息技术信息技术 1.2无线通信系统无线通信系统 1.3本课程的特点本课程的特点 1.1信息技术信息技术 信
4、息技术概括起来包括两类技术信息技术概括起来包括两类技术:信息处理和信息传输。信息是信息处理和信息传输。信息是一个抽象的概念一个抽象的概念.具体形式有声音、图像、文字、数据等。这些信息具体形式有声音、图像、文字、数据等。这些信息经过传感器转换为电信号经过传感器转换为电信号.就成为信息技术要处理的对象。就成为信息技术要处理的对象。通信也叫信息传递通信也叫信息传递.它的主要任务是传递信息它的主要任务是传递信息.即将经过处理的信即将经过处理的信息从一个地方传递到另一个地方。对信息传递的要求主要是提高其可息从一个地方传递到另一个地方。对信息传递的要求主要是提高其可靠性和有效性。信息处理的目的是为了更可靠
5、、更有效地传递信息。靠性和有效性。信息处理的目的是为了更可靠、更有效地传递信息。1.1.1无线电的传播特性无线电的传播特性 无线电的传播特性指的是无线电信号的传播方式、传播距离、传无线电的传播特性指的是无线电信号的传播方式、传播距离、传播特点等。无线电信号的传播特性依其所处的波段或频率而不同。播特点等。无线电信号的传播特性依其所处的波段或频率而不同。下一页返回第第1章绪论章绪论 电磁波从发射机天线辐射后，不仅电波的能量会扩散，接收机只电磁波从发射机天线辐射后，不仅电波的能量会扩散，接收机只能收到其中极小的一部分，而且在传播过程中，电波的能量会被地面、能收到其中极小的一部分，而且在传播过程中，电
6、波的能量会被地面、建筑物或高空的电离层吸收或反射，或在气层中产生折射或散射，从建筑物或高空的电离层吸收或反射，或在气层中产生折射或散射，从而造成强度的衰减。电波的传播方式如而造成强度的衰减。电波的传播方式如图图1-1所示。所示。1.1.2无线电波段的划分无线电波段的划分根据无线电信号的传播特性根据无线电信号的传播特性.无线电波段的划分如无线电波段的划分如表表1-1所示所示上一页返回1.2无线通信系统无线通信系统1.2.1无线通信系统的组成无线通信系统的组成 广义地说，凡是在发信者和受信者之间，以任何方式进行消息广义地说，凡是在发信者和受信者之间，以任何方式进行消息的传输，都可以称为通信。实现消
7、息传递所需的设备的总和称为通信的传输，都可以称为通信。实现消息传递所需的设备的总和称为通信系统。以电信号作为消息载体的通信系统，称为电信系统或现代通信系统。以电信号作为消息载体的通信系统，称为电信系统或现代通信系统。其组成方框图如系统。其组成方框图如图图1-2所示。所示。下一页返回1.2无线通信系统无线通信系统1.2.2无线通信系统的类型无线通信系统的类型 无线通信系统按照工作频段划分为中波通信、短波通信、超短波无线通信系统按照工作频段划分为中波通信、短波通信、超短波通信、微波通信和卫星通信等。通信、微波通信和卫星通信等。所谓工作频率所谓工作频率.主要指发射与接收的射频主要指发射与接收的射频(
8、RF)频率。射频频率就频率。射频频率就是载波射频是载波射频.射频实际上就是射频实际上就是“高频高频”的广义语的广义语.它是指适合无线电发它是指适合无线电发射和传播的频率。无线通信的发展方向就是开辟更高的频段。射和传播的频率。无线通信的发展方向就是开辟更高的频段。(1)按照传输手段分按照传输手段分.有无线通信、有线通信和光纤通信等。有无线通信、有线通信和光纤通信等。(2)按照通信方式分按照通信方式分.有有(全全)双工、半双工和单工方式。双工、半双工和单工方式。(3)按照调制方式的不同分按照调制方式的不同分.有调幅、调频、调相以及混合调制等。有调幅、调频、调相以及混合调制等。(4)按照传送的信号类
9、型分按照传送的信号类型分.有模拟通信和数字通信有模拟通信和数字通信.也可以分为语音通也可以分为语音通信、图像通信、数据通信和多媒体通信等。信、图像通信、数据通信和多媒体通信等。下一页上一页返回1.2无线通信系统无线通信系统1.2.3无线电广播系统通信设备的组成无线电广播系统通信设备的组成 无线通信无线通信(或称无线电通信或称无线电通信)的类型很多的类型很多.可以根据传输方法、频可以根据传输方法、频率范围、用途等分类。不同的无线通信系统率范围、用途等分类。不同的无线通信系统.其设备组成和复杂程度其设备组成和复杂程度虽然有较大差异虽然有较大差异.但它们的基本组成相似。按工作模式和电路组成分但它们的
10、基本组成相似。按工作模式和电路组成分.无线通信系统可分为单工、半双工和双工无线通信。无线通信系统可分为单工、半双工和双工无线通信。无线电广播系统由发射设备和接收设备组成无线电广播系统由发射设备和接收设备组成.无线电广播系统的无线电广播系统的发射设备如发射设备如图图1-4所示。所示。无线电广播系统的接收设备广泛使用超外差接收机无线电广播系统的接收设备广泛使用超外差接收机.其主要特点其主要特点是由频率固定的中频放大器来完成对接收信号的选择和放大。当信号是由频率固定的中频放大器来完成对接收信号的选择和放大。当信号频率改变时频率改变时.相应改变本地振荡信号频率即可。超外差接收设备的组相应改变本地振荡信
11、号频率即可。超外差接收设备的组成框图如成框图如图图1-5所示。所示。上一页返回1.3本课程的特点本课程的特点 高频电子技术是低频电子技术高频电子技术是低频电子技术(模拟电子技术模拟电子技术)的后续课程。从其的后续课程。从其处理的信号频率角度来说处理的信号频率角度来说.发射和接收的信号都是高频信号发射和接收的信号都是高频信号.这是相对这是相对于需要传送的音频信号和视频信号来说的。通常称这些音频和视频信于需要传送的音频信号和视频信号来说的。通常称这些音频和视频信号为基带信号。基带信号的特点是信号频带较宽号为基带信号。基带信号的特点是信号频带较宽.宽带信号包含大量宽带信号包含大量低频信号的能量。这些
12、信号不宜在空间传播低频信号的能量。这些信号不宜在空间传播.特别是远距离传播。为特别是远距离传播。为了能够在无线信道有效地传播低频信号了能够在无线信道有效地传播低频信号.就必须进行调制就必须进行调制.将基带信号将基带信号变换为适合于传播的高频信号变换为适合于传播的高频信号.即已调信号即已调信号.已调信号属于窄带信号。已调信号属于窄带信号。调制和解调是一种变换调制和解调是一种变换.通信系统中的发射设备和接收设备的任务通信系统中的发射设备和接收设备的任务就是进行这种变换。因此就是进行这种变换。因此.在这些设备中在这些设备中.必定包含有非线性电子器件。必定包含有非线性电子器件。本教材在阐述各部分高频电
13、子线路时本教材在阐述各部分高频电子线路时.除高频小信号谐振放大器外除高频小信号谐振放大器外.其其他部分都为非线性电路。他部分都为非线性电路。返回表表1-1无线电波段的划分无线电波段的划分返回图图1一一1电波的传播方式电波的传播方式返回图图1-2通信系统组成方框图通信系统组成方框图返回图图1-4无线电广播系统的发射设备无线电广播系统的发射设备返回图图1一一5超外差接收设备组成框图超外差接收设备组成框图返回第第2章高频小信号放大器章高频小信号放大器 2.1概述概述 2.2高频小信号放大器的功能高频小信号放大器的功能 2.3分析小信号放大器的有关知识分析小信号放大器的有关知识 2.4小信号谐振放大器
14、小信号谐振放大器 2.5各种滤波组件各种滤波组件 2.6谐振放大器的制作、调试和检测谐振放大器的制作、调试和检测 2.1概述概述 高频小信号放大器广泛用于广播、电视、通信、雷达等接收设备高频小信号放大器广泛用于广播、电视、通信、雷达等接收设备中中.其主要功能是从所接收的众多电信号中选出有用信号并加以放大其主要功能是从所接收的众多电信号中选出有用信号并加以放大.而对其他无用信号、干扰与噪声进行抑制而对其他无用信号、干扰与噪声进行抑制.以提高信号的质量和抗干以提高信号的质量和抗干扰能力。高频小信号放大器是指放大高频小信号扰能力。高频小信号放大器是指放大高频小信号(中心频率在几百千中心频率在几百千赫
15、到几百兆赫赫到几百兆赫.频谱宽度在几千赫到几百兆赫频谱宽度在几千赫到几百兆赫,振幅在微伏至毫伏量级振幅在微伏至毫伏量级的范围内的范围内)的放大器。因此的放大器。因此,高频小信号放大器不但需要有一定的增益高频小信号放大器不但需要有一定的增益.而且需要有选频能力。前者由双极型晶体管而且需要有选频能力。前者由双极型晶体管(以下简称晶体管以下简称晶体管)、场效、场效应管或集成电路等有源器件提供应管或集成电路等有源器件提供.后者由后者由LC谐振回路、陶瓷滤波器、谐振回路、陶瓷滤波器、石英晶体滤波器和声表面波滤波器等选频器件实现。高频小信号放大石英晶体滤波器和声表面波滤波器等选频器件实现。高频小信号放大器
16、也广泛用于其他电子设备中器也广泛用于其他电子设备中,如测量仪器、发射机等。如测量仪器、发射机等。返回2.2高频小信号放大器的功能高频小信号放大器的功能2.2.1高频小信号放大器的分类高频小信号放大器的分类 高频小信号放大器主要有两类高频小信号放大器主要有两类:一类是以谐振回路为负载的谐振一类是以谐振回路为负载的谐振放大器放大器;另一类是以集中选择性滤波器为负载的集中选频放大器。谐另一类是以集中选择性滤波器为负载的集中选频放大器。谐振放大器常以晶体管等放大器件与振放大器常以晶体管等放大器件与LC并联谐振回路或稠合谐振回路并联谐振回路或稠合谐振回路构成构成.它又可分为调谐放大器它又可分为调谐放大器
17、(通称高频放大器通称高频放大器)和频带放大器和频带放大器(通称中通称中频放大器频放大器)。前者的谐振回路需对外来不同的信号频率进行调谐。前者的谐振回路需对外来不同的信号频率进行调谐,后者后者的谐振回路的谐振频率固定不变。集中选频放大器是把放大和选频两的谐振回路的谐振频率固定不变。集中选频放大器是把放大和选频两种功能分开处理种功能分开处理.放大作用由多级非谐振宽频带放大器承担放大作用由多级非谐振宽频带放大器承担,目前一般目前一般都采用集中宽频带放大器。集中选择性滤波器常用的有都采用集中宽频带放大器。集中选择性滤波器常用的有LC带通滤波带通滤波器、晶体滤波器、陶瓷滤波器和声表面波滤波器等器、晶体滤
18、波器、陶瓷滤波器和声表面波滤波器等,这些滤波器都可这些滤波器都可作为部件在专业工厂生产。因此作为部件在专业工厂生产。因此,采用集中选频放大器的电路简单、采用集中选频放大器的电路简单、性能可靠、调整方便。性能可靠、调整方便。下一页返回2.2高频小信号放大器的功能高频小信号放大器的功能2.2.2高频小信号放大器的主要性能指标高频小信号放大器的主要性能指标 高频小信号放大器的主要性能指标有谐振增益、通频带和选择高频小信号放大器的主要性能指标有谐振增益、通频带和选择性等。它的典型幅频特性曲线如性等。它的典型幅频特性曲线如图图2-1所示所示.图中图中f0为有用信号的中心为有用信号的中心频率频率.即放大器
19、的谐振频率。由即放大器的谐振频率。由图图2-1可说明放大器主要性能指标的含可说明放大器主要性能指标的含义如下。义如下。谐振增益是指放大器在谐振频率上的电压增益谐振增益是指放大器在谐振频率上的电压增益A VO(或功率增益或功率增益)，其值可用分贝其值可用分贝(dB)数表示。它用来说明放大器对有用信号的放大能力，数表示。它用来说明放大器对有用信号的放大能力，一般希望每级的增益越大越好。一般希望每级的增益越大越好。通频带是指放大器的增益比谐振增益下降通频带是指放大器的增益比谐振增益下降3 dB时时.所对应的频率所对应的频率范围用范围用BW0.7表示表示.如如图图2-1所示。为了不失真地放大有用信号所
20、示。为了不失真地放大有用信号BW0.7 应应大于有用信号的频谱宽度。大于有用信号的频谱宽度。下一页上一页返回2.2高频小信号放大器的功能高频小信号放大器的功能 选择性是指放大器从含有各种不同频率的信号中选出有用信号、选择性是指放大器从含有各种不同频率的信号中选出有用信号、排除干扰信号的能力。它定义为通频带以外某一特定频率上的增益排除干扰信号的能力。它定义为通频带以外某一特定频率上的增益AV(fN)与谐振增益与谐振增益AV0之比值之比值.用用S表示表示.即即上一页返回2.3分析小信号放大器的有关知识分析小信号放大器的有关知识2.3.1串并联谐振回路的特性串并联谐振回路的特性 谐振回路也称振荡回路
21、谐振回路也称振荡回路.是最常用的选频网络是最常用的选频网络.它由电感线圈和电它由电感线圈和电容器组成。简单的谐振回路有串联、并联谐振回路，以及把两个或更容器组成。简单的谐振回路有串联、并联谐振回路，以及把两个或更多个串、并联谐振回路相互藕合连接起来的藕合谐振回路。多个串、并联谐振回路相互藕合连接起来的藕合谐振回路。1.串联谐振回路串联谐振回路 串联谐振回路如串联谐振回路如图图2一一2所示。图中所示。图中r表示表示L和和C的总损耗电阻。实的总损耗电阻。实际上，由于电容损耗比电感线圈的损耗小很多，所以际上，由于电容损耗比电感线圈的损耗小很多，所以r近似等于线圈近似等于线圈的损耗电阻。的损耗电阻。串
22、联谐振回路的总阻抗为串联谐振回路的总阻抗为下一页返回2.3分析小信号放大器的有关知识分析小信号放大器的有关知识 在某一频率上在某一频率上.回路的感抗与容抗相等时回路的感抗与容抗相等时.回路的总阻抗回路的总阻抗Z=r最小最小.此时电流与电压同相此时电流与电压同相.回路发生串联谐振回路发生串联谐振.由此可得串联谐振频率为由此可得串联谐振频率为 谐振时容杭与感杭数值相等谐振时容杭与感杭数值相等通常称它们为回路的特性阻抗以通常称它们为回路的特性阻抗以表表示，即示，即下一页上一页返回2.3分析小信号放大器的有关知识分析小信号放大器的有关知识 回路的特性阻杭与回路固有损耗电阻的比值回路的特性阻杭与回路固有
23、损耗电阻的比值.称为回路的固有品称为回路的固有品质因数，用质因数，用Q0表示表示.即即 Q0越大越大.说明回路电抗元件储能越大而损耗的能量越小。用说明回路电抗元件储能越大而损耗的能量越小。用S表表示的回路的选择性示的回路的选择性(也称谐振曲线方程也称谐振曲线方程)为为下一页上一页返回2.3分析小信号放大器的有关知识分析小信号放大器的有关知识 它表示当回路调谐不变、信号源频率改变时它表示当回路调谐不变、信号源频率改变时.谐振回路电流的相对谐振回路电流的相对幅值变化规律。幅值变化规律。于是可绘出串联谐振回路在不同于是可绘出串联谐振回路在不同Q0值上的谐振曲线和相移曲线值上的谐振曲线和相移曲线.如如
24、图图2-3所示。由图可见所示。由图可见,Q0值越大值越大,谐振曲线越尖锐谐振曲线越尖锐,相移特性越陡峭相移特性越陡峭;Q0值越小值越小,曲线就越平坦。曲线就越平坦。2.并联谐振回路并联谐振回路 L C并联谐振回路如并联谐振回路如图图2-4所示。图中所示。图中r代表线圈代表线圈L的等效损耗电的等效损耗电阻阻.由于电容器的损耗很小由于电容器的损耗很小.其损耗电阻可以略去。下面按照与串联其损耗电阻可以略去。下面按照与串联LC回路对偶关系回路对偶关系.直接给出并联直接给出并联LC回路的主要基本参数。回路的主要基本参数。回路的总导纳为回路的总导纳为下一页上一页返回2.3分析小信号放大器的有关知识分析小信
25、号放大器的有关知识回路的谐振频率为回路的谐振频率为回路的特性阻抗为回路的特性阻抗为回路的品质因数为回路的品质因数为下一页上一页返回2.3分析小信号放大器的有关知识分析小信号放大器的有关知识同样可得出并联回路的谐振曲线和相移曲线同样可得出并联回路的谐振曲线和相移曲线.如如图图2一一5所示所示3.串并联谐振回路的特性比较串并联谐振回路的特性比较串并联回路的特性比较如串并联回路的特性比较如表表2-1所示。所示。4.串并联阻杭的等效互换串并联阻杭的等效互换串并联阻抗的等效互换电路如串并联阻抗的等效互换电路如图图2-6所示。所示。5.并联谐振回路的搞合连接与接入系数并联谐振回路的搞合连接与接入系数1)变
26、压器祸合连接的变比关系变压器祸合连接的变比关系图图2-7是变压器祸合连接形式。根据功率关系是变压器祸合连接形式。根据功率关系可得可得下一页上一页返回2.3分析小信号放大器的有关知识分析小信号放大器的有关知识根据变压器的电压变换关系根据变压器的电压变换关系.即即可得可得下一页上一页返回2.3分析小信号放大器的有关知识分析小信号放大器的有关知识 2)自藕变压器藕合连接的变比关系自藕变压器藕合连接的变比关系 图图2-8是自藕变压器藕合连接形式是自藕变压器藕合连接形式.其变比关系的分析与变压器藕其变比关系的分析与变压器藕合相同。同理可得合相同。同理可得3)双电容分压祸合连接的变比关系双电容分压祸合连接
27、的变比关系 图图2一一9为双电容分压祸合连接形式为双电容分压祸合连接形式.其变比关系可以应用串并联其变比关系可以应用串并联等效互换的关系求得等效互换的关系求得.下一页上一页返回2.3分析小信号放大器的有关知识分析小信号放大器的有关知识2.3.2双口网络的双口网络的Y参数参数 在高频时在高频时.晶体管的电杭效应不容忽视晶体管的电杭效应不容忽视.因此因此.在分析高频小信号且在分析高频小信号且通频带较窄的窄带谐振放大器时通频带较窄的窄带谐振放大器时.采用采用Y参数等效电路比较方便。参数等效电路比较方便。图图2-10是双口网络示意图。是双口网络示意图。双口网络即具有两个端口的网络。所谓端口是指一对端钮
28、双口网络即具有两个端口的网络。所谓端口是指一对端钮.流入流入其中一个端钮的电流总是等于流出另一个端钮的电流。而四端网络虽其中一个端钮的电流总是等于流出另一个端钮的电流。而四端网络虽然其外部结构与双口网络相同然其外部结构与双口网络相同.但对流入、流出电流没有类似的规定但对流入、流出电流没有类似的规定.这是两者的区别。这是两者的区别。下一页上一页返回2.3分析小信号放大器的有关知识分析小信号放大器的有关知识 对于双口网络对于双口网络.在其每一个端口都只有一个电流变量和一个电压变在其每一个端口都只有一个电流变量和一个电压变量量.因此共有因此共有4个端口变量。如设其中任意两个为自变量个端口变量。如设其
29、中任意两个为自变量.其余两个为应其余两个为应变量变量.则共有则共有6种组合方式种组合方式.也就是说有也就是说有6组可能的方程用以表明双口网组可能的方程用以表明双口网络端口变量之间的相互关系。络端口变量之间的相互关系。Y参数方程就是其中的一组。它是选取参数方程就是其中的一组。它是选取各端口的电压为自变量各端口的电压为自变量.电流为应变量电流为应变量.其方程如下其方程如下下一页上一页返回2.3分析小信号放大器的有关知识分析小信号放大器的有关知识 所以所以Y参数又称为短路导纳参数参数又称为短路导纳参数.即确定这即确定这4个参数时必须使某个参数时必须使某一个端口电压为零一个端口电压为零.也就是使该端口
30、交流短路。也就是使该端口交流短路。下一页上一页返回2.3分析小信号放大器的有关知识分析小信号放大器的有关知识 晶体管的晶体管的Y参数可以通过测量得到。根据参数可以通过测量得到。根据Y参数方程参数方程.分别使输出分别使输出端或输入端交流短路端或输入端交流短路.在另一端加上直流偏压和交流信号在另一端加上直流偏压和交流信号.然后测量其然后测量其输入端或输出端的交流电压和交流电流输入端或输出端的交流电压和交流电流.代入式代入式(2-30)中就可求得。通中就可求得。通过查阅晶体管手册也可得到各种型号晶体管的过查阅晶体管手册也可得到各种型号晶体管的Y参数。参数。上一页返回2.4小信号谐振放大器小信号谐振放
31、大器2.4.1单级单调谐放大器单级单调谐放大器电路组成及特点电路组成及特点 图图2-12是一个典型的单级单调谐放大器。是一个典型的单级单调谐放大器。Cb与与Cc分别是和信号源分别是和信号源(或前级放大器或前级放大器)与负载与负载(或后级放大器或后级放大器)的藕合电容的藕合电容.Ce是旁路电容。电是旁路电容。电容容C与电感与电感L组成的并联谐振回路作为晶体管的集电极负载组成的并联谐振回路作为晶体管的集电极负载.其谐振频其谐振频率应调谐在输入有用信号的中心频率上。回路与本级晶体管的藕合采率应调谐在输入有用信号的中心频率上。回路与本级晶体管的藕合采用自藕变压器藕合方式，这样可减弱晶体管输出导纳对回路
32、的影响。用自藕变压器藕合方式，这样可减弱晶体管输出导纳对回路的影响。负载负载(或下级放大器或下级放大器)与回路的藕合采用自藕变压器藕合和电容藕合方与回路的藕合采用自藕变压器藕合和电容藕合方式，这样既可减弱负载式，这样既可减弱负载(或下级放大器或下级放大器)导纳对回路的影响，又可使前、导纳对回路的影响，又可使前、后级的直流供电电路分开。另外，采用上述藕合方式也比较容易实现后级的直流供电电路分开。另外，采用上述藕合方式也比较容易实现前、后级之间的阻抗匹配。前、后级之间的阻抗匹配。下一页返回2.4小信号谐振放大器小信号谐振放大器2.电路性能分析电路性能分析 为了分析单级单调谐放大器的电压增益为了分析
33、单级单调谐放大器的电压增益.图图2-13给出了其等效电给出了其等效电路。路。在单级单调谐放大器中在单级单调谐放大器中.选频功能由单个并联谐振回路完成选频功能由单个并联谐振回路完成.所以所以单级单调谐放大器的矩形系数与单个并联谐振回路的矩形系数相同单级单调谐放大器的矩形系数与单个并联谐振回路的矩形系数相同.其通频带则由于受晶体管输出阻抗和负载的影响其通频带则由于受晶体管输出阻抗和负载的影响.比单个并联谐振回比单个并联谐振回路要宽。路要宽。从对单级单调谐放大器的分析可知从对单级单调谐放大器的分析可知.其电压增益取决于晶体管参数、其电压增益取决于晶体管参数、回路与负载特性及接入系数等回路与负载特性及
34、接入系数等.所以受到一定的限制。如果单级放大所以受到一定的限制。如果单级放大器的电压增益较小而不能满足要求时器的电压增益较小而不能满足要求时.可采用多级放大器。另外可采用多级放大器。另外.单级单级单调谐放大器的矩形系数不好单调谐放大器的矩形系数不好.即选择性较差即选择性较差.可以采用参差放大器和可以采用参差放大器和双调谐放大器加以改善。双调谐放大器加以改善。下一页上一页返回2.4小信号谐振放大器小信号谐振放大器2.4.2多级单调谐放大器多级单调谐放大器 如果多级放大器中的每一级都调谐在同一频率上如果多级放大器中的每一级都调谐在同一频率上.则称为多级单则称为多级单调谐放大器。设放大器有调谐放大器
35、。设放大器有n级级.各级电压增益振幅分别为各级电压增益振幅分别为Au1，Au2，Au3，Aun 则总电压增益振幅是各级电压增益振幅的乘积，即则总电压增益振幅是各级电压增益振幅的乘积，即 如果每一级放大器的结构和参数均相同如果每一级放大器的结构和参数均相同.则总电压增益振幅为则总电压增益振幅为下一页上一页返回2.4小信号谐振放大器小信号谐振放大器谐振频率处电压增益振幅为谐振频率处电压增益振幅为n级放大器通频带为级放大器通频带为下一页上一页返回2.4小信号谐振放大器小信号谐振放大器2.4.3双调谐回路谐振放大器双调谐回路谐振放大器 改善单级放大器的通频带和选择性可以采用双调谐放大器。双改善单级放大
36、器的通频带和选择性可以采用双调谐放大器。双调谐放大器是指集电极采用双调谐回路作为负载的一种放大器调谐放大器是指集电极采用双调谐回路作为负载的一种放大器.可分可分为互感藕合和电容藕合两种类型。现以互感藕合双调谐放大器为例进为互感藕合和电容藕合两种类型。现以互感藕合双调谐放大器为例进行分析。行分析。图图2-14(a)(b)分别是其电路图和高频等效电路分别是其电路图和高频等效电路.图图2-14(c)是将是将晶体管输出电流源和输出导纳折合到晶体管输出电流源和输出导纳折合到L1C1两端两端.负载导纳折合到负载导纳折合到L2C2两端后的等效电路。两端后的等效电路。3种稠合情况时的谐振曲线如图种稠合情况时的
37、谐振曲线如图2-15所示。所示。临界藕合是比较常用的情况临界藕合是比较常用的情况.可求出相应的通频带和矩形系数可求出相应的通频带和矩形系数下一页上一页返回2.4小信号谐振放大器小信号谐振放大器 对照工作于临界稠合状态的双调谐放大器和临界偏调的双参差放对照工作于临界稠合状态的双调谐放大器和临界偏调的双参差放大器可以发现大器可以发现.二者的谐振曲线是相同的。它们均由两个谐振回路组二者的谐振曲线是相同的。它们均由两个谐振回路组成成.但前者两个回路调谐于同一个频率但前者两个回路调谐于同一个频率.后者两个回路调谐于不同频率。后者两个回路调谐于不同频率。前者仅一级放大前者仅一级放大.增益较小增益较小;后者
38、为两级放大后者为两级放大.增益较大。增益较大。2.4.4集中选频放大器集中选频放大器下一页上一页返回2.4小信号谐振放大器小信号谐振放大器 1.集中滤波器集中滤波器 集中滤波器的任务是选频集中滤波器的任务是选频.要求在满足通频带指标的同时要求在满足通频带指标的同时.矩形系矩形系数要好。其主要类型有集中数要好。其主要类型有集中LC滤波器、陶瓷滤波器和声表面波滤波滤波器、陶瓷滤波器和声表面波滤波器等。器等。集中集中LC滤波器通常由一节或若干节滤波器通常由一节或若干节LC网络组成网络组成.根据网络理沦根据网络理沦.按照带宽、衰减特性等要求进行设计按照带宽、衰减特性等要求进行设计.目前已得到了广泛应用
39、。目前已得到了广泛应用。图图2-16给出了一种给出了一种LC集中滤波网络结构。陶瓷滤波器是由压电陶瓷材料做集中滤波网络结构。陶瓷滤波器是由压电陶瓷材料做成的具有选频特性的器件。它具有无须调谐、体积小、加工方便等优成的具有选频特性的器件。它具有无须调谐、体积小、加工方便等优点点.但工作频率不太高但工作频率不太高(几十兆赫兹以下几十兆赫兹以下).相对频宽较窄。相对频宽较窄。图图2-17是声表面波滤波器的基本结构、符号和等效电路。是声表面波滤波器的基本结构、符号和等效电路。下一页上一页返回2.4小信号谐振放大器小信号谐振放大器 声表面波滤波器是在经过研磨抛光的极薄的压电材料基片上声表面波滤波器是在经
40、过研磨抛光的极薄的压电材料基片上.用用蒸发、光刻、腐蚀等工艺制成两组叉指状电极蒸发、光刻、腐蚀等工艺制成两组叉指状电极.其中与信号源连接的其中与信号源连接的一组称为发送叉指换能器一组称为发送叉指换能器.与负载连接的一组称为接收叉指换能器。与负载连接的一组称为接收叉指换能器。当把输入电信号加到发送换能器上时当把输入电信号加到发送换能器上时.叉指间便会产生交变电场。由叉指间便会产生交变电场。由于逆压电效应的作用于逆压电效应的作用.基体材料将产生弹性变形基体材料将产生弹性变形.从而产生声波振动。从而产生声波振动。向基片内部传送的体波会很快衰减向基片内部传送的体波会很快衰减.而表面波则向垂直于电极的左
41、、而表面波则向垂直于电极的左、右两个方向传播。向左传送的声表面波被涂于基片左端的吸声材料所右两个方向传播。向左传送的声表面波被涂于基片左端的吸声材料所吸收吸收.向右传送的声表面波由接收换能器接收。由于正压电效应向右传送的声表面波由接收换能器接收。由于正压电效应.在叉在叉指对间产生电信号指对间产生电信号.并由此端输出。并由此端输出。声表面波滤波器的滤波特性声表面波滤波器的滤波特性.如中心频率、频带宽度、频响特性如中心频率、频带宽度、频响特性等一般由叉指换能器的几何形状和尺寸决定。这些几何尺寸包括叉指等一般由叉指换能器的几何形状和尺寸决定。这些几何尺寸包括叉指对数、指条宽度对数、指条宽度a、指条间
42、隔、指条间隔b、指条有效长度、指条有效长度L和周期长度和周期长度M等。等。下一页上一页返回2.4小信号谐振放大器小信号谐振放大器 为了保证对信号的选择性要求为了保证对信号的选择性要求.声表面波滤波器在接入实际电路声表面波滤波器在接入实际电路时必须实现良好的匹配。时必须实现良好的匹配。图图2-18所示为一接有声表面波滤波器的预中所示为一接有声表面波滤波器的预中放电路放电路.滤波器输出端与一宽带放大器相接。滤波器输出端与一宽带放大器相接。2.集成宽带放大器集成宽带放大器 1)组合电路集成宽带放大器组合电路集成宽带放大器 在集成宽带放大器中广泛采用共发一共基电路如在集成宽带放大器中广泛采用共发一共基
43、电路如图图2-19所示。所示。2)负反馈集成宽带放大器负反馈集成宽带放大器 调节负反馈电路中的某些元件参数调节负反馈电路中的某些元件参数.可以改变反馈深度可以改变反馈深度.从而调节从而调节负反馈放大器的增益和频带宽度。如果以牺牲增益为代价负反馈放大器的增益和频带宽度。如果以牺牲增益为代价.可以扩展可以扩展放大器的频带放大器的频带.其类型可以是单级负反馈其类型可以是单级负反馈.也可以是多级负反馈。也可以是多级负反馈。下一页上一页返回2.4小信号谐振放大器小信号谐振放大器 单级负反馈放大器有电流串联和电压并联两种反馈电路单级负反馈放大器有电流串联和电压并联两种反馈电路.其交流其交流等效电路分别如等
44、效电路分别如图图2-21(a)、图图2-21(b)所示。其中电流串联负反馈电所示。其中电流串联负反馈电路的特点是输入、输出阻杭高路的特点是输入、输出阻杭高.所以适合与低内阻的信号电压源连接。所以适合与低内阻的信号电压源连接。电压并联负反馈电路的特点是输入、输出阻抗低电压并联负反馈电路的特点是输入、输出阻抗低.所以适合与高内阻所以适合与高内阻的信号电流源连接。的信号电流源连接。3.高频小信号放大器实例高频小信号放大器实例 单片中规模图像中频集成电路单片中规模图像中频集成电路TA7607AP包括中频放大、视频检包括中频放大、视频检波等部分。由电视机高频头送来的载频为波等部分。由电视机高频头送来的载
45、频为38MHz的图像中频信号的图像中频信号.由由分立的前置中频放大器放大约分立的前置中频放大器放大约15413左右左右(其作用是补偿其作用是补偿SAWF的插入的插入损耗损耗)后后.进入声表面波滤波器进入声表面波滤波器SAWF(SAWF实际上是一个带通滤波器实际上是一个带通滤波器).然后由然后由TA7607AP的的1,16双端输入双端输入.经三级相同的具有经三级相同的具有AGG特性的高特性的高增益宽带放大器放大后增益宽带放大器放大后(在频率为在频率为58MHz处的增益典型值为处的增益典型值为50413)进进行视频检波。行视频检波。下一页上一页返回2.4小信号谐振放大器小信号谐振放大器 图图2-2
46、3给出了外接前置中放、给出了外接前置中放、SAWF(图图2-23(a)和和TA7607AP中中第一级中放第一级中放(图图2-23(b)的电路图。的电路图。2.4.5谐振放大器的稳定性谐振放大器的稳定性 为了提高放大器的稳定性为了提高放大器的稳定性.通常从两个方面着手。一是从晶体管通常从两个方面着手。一是从晶体管本身想办法本身想办法.减小其反向传输导纳减小其反向传输导纳yre值。值。yre的大小主要取决于集电极的大小主要取决于集电极与基极间的结电容与基极间的结电容Cbc由混合由混合型等效电路图可知型等效电路图可知Cbc跨接在输入、输跨接在输入、输出端之间出端之间).所以制作晶体管时应尽量使其减小
47、所以制作晶体管时应尽量使其减小Cbc,使反馈容杭增大使反馈容杭增大.反反馈作用减弱。二是从电路上设法消除晶体管的反向作用馈作用减弱。二是从电路上设法消除晶体管的反向作用.使它单向化。使它单向化。具体方法有中和法与失配法。具体方法有中和法与失配法。图图2-24(a)所示为收音机常用的中和电路所示为收音机常用的中和电路.图图2-24(b)是其交流等效是其交流等效电路。电路。下一页上一页返回2.4小信号谐振放大器小信号谐振放大器 失配法通过增大负载电导失配法通过增大负载电导YL.进而增大总回路电导进而增大总回路电导.使输出电路严使输出电路严重失配重失配.输出电压相应减小输出电压相应减小.从而使输出端
48、反馈到输入端的电流减小从而使输出端反馈到输入端的电流减小.对对输入端的影响也就减小。可见输入端的影响也就减小。可见.失配法是用牺牲增益来换取电路的稳失配法是用牺牲增益来换取电路的稳定的。定的。用两只晶体管按共发一共基方式连接成一个复合管是经常采用的用两只晶体管按共发一共基方式连接成一个复合管是经常采用的一种失配法。一种失配法。图图2一一25是其结构原理图。是其结构原理图。上一页返回2.5各种滤波组件各种滤波组件2.5.1石英晶体谐振器石英晶体谐振器1.石英晶振的阻杭频率特性石英晶振的阻杭频率特性图图2-2 6是石英晶振的符号和等效电路。是石英晶振的符号和等效电路。由以上参数可以看到以下几点。由
49、以上参数可以看到以下几点。(1)石英晶振的石英晶振的Q值和特性阻抗值和特性阻抗都非常高。都非常高。(2)由于石英晶振的接入系数，由于石英晶振的接入系数，n很小很小.所以外接元器件参数对石英晶振所以外接元器件参数对石英晶振的影响很小的影响很小综合以上两点综合以上两点.不难理解石英晶振的频率稳定度是非常高的。不难理解石英晶振的频率稳定度是非常高的。下一页返回2.5各种滤波组件各种滤波组件 2.石英晶振组成的振荡器电路石英晶振组成的振荡器电路 将石英晶振作为高将石英晶振作为高Q值谐振回路元件接入正反馈电路中值谐振回路元件接入正反馈电路中.就组成了就组成了晶体振荡器。根据石英晶振在振荡器中的作用原理晶
50、体振荡器。根据石英晶振在振荡器中的作用原理.晶体振荡器可分晶体振荡器可分成两类。一类是将其作为等效电感元件用在三点式电路中成两类。一类是将其作为等效电感元件用在三点式电路中.工作在感工作在感性区性区.称为并联型晶体振荡器称为并联型晶体振荡器;另一类是将其作为一个短路元件串接于另一类是将其作为一个短路元件串接于正反馈支路上正反馈支路上.工作在它的串联谐振频率上工作在它的串联谐振频率上.称为串联型晶体振荡器。称为串联型晶体振荡器。1)皮尔斯皮尔斯(Pierce)振荡电路振荡电路 并联型晶体振荡器的工作原理和三点式振荡器相同并联型晶体振荡器的工作原理和三点式振荡器相同.只是将其中只是将其中一个电感元
